基于水泥工业的节能环保设备研究

董文松

（中海油能源物流有限公司，天津 300452）

0 引言

作为一种常见的建筑用材料，水泥与钢筋材料的配合，可以有效提高建筑物的稳定性。随着建筑数量的逐渐加大，当前工程项目中水泥的用量逐渐增多，间接地加大了水泥制造过程所产生的污染物，当污染物超出一定的标准后将对我国生态造成较大影响，不利于我国可持续发展战略的推进。从生产角度来看，水泥主要是搭载专业化机械设备来实现的，想要从根源上解决其污染问题，不仅要严格遵守操作准则，更应对承接其生产工序的设备进行升级改造，以最大限度减少其加工过程对环境形成的破坏。

1 节能环保理念的重要性

经济新常态发展背景下，绿色节能环保的重要性逐渐凸显出来，人们生活在自然生态圈内，工业化生产加工要想与大自然环境达成协同化发展态势，不仅需要相关制度进行管制约束，还需要人们具有一定的环保意识，并将其映射到思想、行为体系中，做到以身作则，为社会环境保护贡献一份力量。

几年前，全国人大会议中就明确界定了国家现阶段的可持续发展战略，并将能源紧缺问题、环境污染问题等作为亟待解决的目标。从建筑领域的发展情况来看，目前我国物质建设已经成为社会经济体系发展的重要环节，越来越多的建筑物呈现在人们的视野。在多元化能源的综合利用下，建筑物质量性能得到提升，然而也触发了环境污染问题，如水污染、地质污染、光污染、噪声污染等，对人们生活环境造成一定影响。鉴于此，必须开展节能环保工作，将节能理念落实到建筑工程项目中，从而减少建筑物所造成的环境污染问题，共同建立生态化家园。

2 水泥工业的污染现状解析

建筑行业的迅猛发展，间接地使关联产业实现升级，水泥作为建筑物的主要原材料，产量和需求量也随之提升。然而，水泥工业化生产过程中将消耗大量的能源，并且容易对环境造成一定危害。据不完全统计，2019 年2—12 月，全国水泥耗用量约为30 亿吨，同比增长18%，并且水泥需求仍然呈现出上升趋势。水泥的大量生产，是在消耗能源的基础上实现的，高耗能的工作形式与经济产出比未能达成一致，尤其是在当前环境问题比较严峻的态势下，更是凸显出水泥工业生产存在的弊端。为此，相关部门必须对现有的工作机制进行优化与改进，降低水泥工业生产中的消耗比。依据我国现行的能源法条例，经济与技术的发展必须站在可持续能源角度之上，各项工艺的实施应在社会环境的承受范围之内，且应对各个耗能环节进行严格审查，最大限度降低能源耗用量，减少水泥产业对环境的污染。

从当前的产业耗能情况来看，水泥总量在全国耗能产业中的耗能比约为7.8%，在建筑领域中占比约为48.6%，而水泥生产过程中所产生粉尘、烟气等对环境有害的物质，在水泥总产量中的占比高达3.5%，这意味着水泥工业造成的粉尘污染约为1500 万吨/年。与其他发达国家相比，如美国、日本等，我国水泥工业产生的污染要高出180 多倍。水泥工业化生产中产生的污染物将对环境造成巨大污染，同时无用功也将耗用大量的能源。为了彻底解决该类问题，必须从水泥工业生产体系入手，在确保管控工序满足国家制定基准的前提下，加大新技术、新设备、新工艺的应用力度，为水泥工业化的发展奠定良好基础。

3 水泥工业的节能环保设备优化形式

传统的水泥加工形式是以干法类为主，在后来新工艺技术的支持下，水泥工业化逐渐形成一个更高的基准，但其对资金的需求也逐渐加大，不仅需要引进高新技术，还应对设备进行更新升级，此过程需要大量的资金支持。然而，大多数企业的资金链属于浮动状态，要想完全实现设备与技术的升级是不实现的，而且升级后无法在短期内回笼资金，会使企业面临一定的经济风险，从而减弱企业的更新意图。为此，企业必须先对现行的生产观念进行更正，将节能环保理念渗透到工业化生产中，如果企业本身具备相应的环保意识但没有充足的资金来进行节能化转变，地方政府则应发挥充分协调的作用，通过政策扶持为企业节能化转型创造空间，起到更好的促进作用。

当下，低温余热发电技术是水泥工业化生产的一项核心技术，在节能环保、产量耗用率等方面都具有一定的优势，但其同样存在设备高成本的问题，这对企业发展有较大影响。为了减小节能转型中企业资金链断裂的风险，地方职能部门必须制定出相应的扶持机制，大力倡导节能化的升级，促使企业安装节能化设备，降低节能损耗，真正实现生产的节能化、环保化。

另外，我国应充分借鉴国外的环保节能理念，特别是在生产加工体系中要施行各类节能化工序，并应树立基于我国国情下的环保观念，令基层工作人员与管理人员等贯彻落实各种规章制度，提高实际管理效用。至于设备方面，新设备的运用固然可以降低水泥生产中的能源耗用问题，但必须依据设备的运行参数，对相关设备进行定期养护维修，保证其以最佳性能投入到运作中，降低能源损耗，提高产品的经济效用。

4 水泥工业节能环保设备的实践研究

水泥加工工序一般为原料破碎、预均化处理、生料制备、生料均化、预热分解、熟料烧制、水泥粉加工等环节。石灰石原料经由开采碎化处理，然后通过干法水泥生产体系对各项组分原料进行制备，通过详尽的工艺参数设定，对组分占比进行确定，以备均化工序的运用。在预热分解中，以物料分离、气固分离、预分解等为主，最后再经过料粉烧制及研磨得出水泥材料。在加工体系中，每一道工序均是对物质的形态进行转化，转化期间不可避免会产生粉尘污染，特别是在部分机械化加工体系中，一些加工指标参数甚至不符合国家制定的相关标准。下面以某水泥加工企业为例，对其生产过程中的消耗问题进行分析，并制定出相应解决策略。

4.1 生产体系概况

某企业水泥生产加工体系以立窑形式为主，车间主要消耗能源为煤炭、电力等，大约占厂区总耗能的80.51%，整个加工车间中共有23 处气体导出位置、3 处有毒气体处理位置、5 处噪声处理位置以及18 台环保设备。其中，原料加工工段配置1 台布袋除尘器、1 台静电除尘器、1 台电阻启动器，生料配置及选粉机器中配置1 台配料除尘器、2 台生料除尘器，生料研磨环节配置1 台电阻启动器，生料圆库、立窑机械设备中配置4 台大型收尘器、1 台变频控制器，水泥磨工序配备3 台收尘器、1 台变频器。

4.2 节能机械设备的效用

水泥生产加工质量与效率由机械设备所决定，设备运行过程中的功率耗能问题是急需解决的，尤其是原料破碎机、立窑机等设备，在工作过程中通过安装电阻启动器对设备进行节能设定，可以降低电流能源的消耗，以此来提高设备及内部系统的使用时限。

通过对生产车间的粉尘点、噪声点进行污染测定，并在原有的装置上添设除尘设备、噪声隔离设备等，为水泥生产建构环保体系，降低各项生产环节所产生的污染。以生料研磨工序为例，石灰石作为粉尘产生的主要载体，无论是生产加工还是运输阶段，半开放式的运作体系将产生大量粉尘，对周边环境及工作人员的健康造成一定危害。通过添设布袋除尘器、静电除尘器等设备，可以将生产运输环节中的粉尘颗粒通过电子导通的形式进行吸附，降低粉尘排放浓度。试验测得，在此工序中添加6 台除尘装置，可以使生产环节中的粉尘排放浓度降低到38 mg/m3，比原来的粉尘排放量下降15.9%，除尘效果较好。

在生料煅烧阶段将产生大量的有害气体，如二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等，对环境影响较高。在此工序中添设除尘装置，可以将气体导入净化装置。经测定，排放浓度比原有加工工序的粉尘排放量、有害气体排放量平均下降13.7%，有利于对周边环境的保护。

考虑到水泥生产工序的差异性，应用环境、加工工艺因素的影响，其污染形式没有规律性。为此，不仅应考虑设备本身的问题，还应对原料的运输、存储、管理环节等制定较为精密的管控手段，如在进料口、卸料口区域处加设密封设备，降低材料装卸过程中产生的粉尘污染等，以达到节能环保的目的。

5 结束语

综上所述，水泥行业的高耗能、粉尘污染等作为生态能源环境体系中亟待解决的问题，承载水泥原料加工与生产的企业，必须制定较为严格的管控手段，在遵循国家基准参数的前提下，对每一项加工工序进行优化处理，引进高新的节能技术，对水泥原料生产过程中的粉尘进行针对性处理。另外，还应针对具体生产环节添设节能技术，降低生产过程中的能源损耗，提高企业的经济效益。在未来发展过程中，期待政府能起到主导作用，通过政策建设、执行与监督，对地域内加工企业进行管理，使之符合我国可持续发展战略的实施路径。